厚壁球壳冲压成形过程的热力耦合分析

在高温下成形的金属，工件与模具、外界环境之间存在剧烈的热交换，同时塑性变形功及摩擦消耗功又转化成热能，这些都引起变形体内温度的急剧变化。在金属塑性成形过程中，当温度和应变速率对材料的屈服流动应力产生明显影响时，或高温下成形的金属，应力与应变关系必须采用粘塑性本构模型。采用热力耦合粘弹塑性模型对厚壁球壳的热拉伸成形过程进行了分析，模型如图1所示。毛坯材料为LD10锻件，凸、凹模材料用5CrNnMo，材料加热温度为470℃，并经过充分保温，凸、凹模初始温度均为120℃。润滑采用油基石墨，     

CRAFT TF导体弯绕成形力学仿真与试验

聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)是为了探索与建设中国聚变工程试验堆(CFETR)关键技术和原型系统的大科学装置.环向场(Toroidal Field, TF)线圈是CRAFT系统的重要组成部分，旨在研制出用于CFETR环向场原型线圈.本文基于弹塑性力学理论，通过建立TF导体连续弯绕成形有限元分析模型，对TF导体弯曲成形过程进行力学仿真，获得了TF导体在成形过程中的应力、应变和成形力等力学参数，预测了TF线圈绕制过程导体截面变形、回弹、应力和应变情况，并采用TF导体开展了弯曲成形验证试验，为TF线圈的精密绕制和成形设备的工程设计提供了可靠的依据.     

等静压、模压JOB-9003炸药件力学性能各向同异性

高聚物黏结炸药部件是通过不同成型工艺将造型粉压制成形再加工而成的。炸药的压制成形已有模压、半软半硬等静压到全软模等静压等不同成型工艺。在使用这些炸药部件以及对这些炸药部件进行力学性能分析时，一般均假定其力学性能是各向同性的，但尚未进行过试验研究。本文在这些不同工艺成形的JOB-9003炸药部件上取样测试，以不同方向取样的拉伸和压缩强度随温度变化曲线之间的差异比较不同工艺间力学性能的各向同异性，不同取样方向的拉伸和压缩强度随温度变化曲线如图1-2所示。     

有效的板料成形反向模拟法应力修正策略

金属在流经凹模圆角时受到强烈的弯曲作用,传统的板料成形反向模拟法没有考虑变形历史对应力预测的影响,使得反向模拟法计算的应力值与实际情况有较大偏差.针对反向模拟法无法准确预测成形零件应力分布的缺点,提出一种快速搜索流经凹模圆角区域的单元的方法,对该部分单元进行应力修正.采用一种高效的单轴连续拉伸应力应变本构关系模型,避免了增量有限元法应力应变更新算法的复杂性,同时充分考虑了凹模圆角对金属变形历史的影响.NUMISHEET'93盒形件拉深的标准考题中,通过与增量有限元模拟软件DYNAFORM计算结果的比较,验证了采用提出的多步连续拉伸本构关系模型可以有效地反映变形历史的影响,获得更加接近实际的应力分布.     

SBP挤压成型工艺的应用

增塑粉末挤压成型技术是一项十分关键的新成型技术，其关键的工艺步骤包括：增塑剂的选择与配方，粉末与增塑剂的混合，喂料挤压成型，挤压毛坯的脱脂与烧结，其核心技术是增塑剂的设计。本研究以SBP为增塑剂，研究了增塑剂的含量对挤压毛坯密度的影响，研究了SBP脱脂机理，通过常规真空烧结获得的YG6硬质合金产品性能与CIP成型的产品性能相当。     

曲面薄壁异形件的旋压成形工艺

针对某曲面薄壁异形件的旋压加工，采用强旋、普旋方法，从旋压件贴模、壁厚、旋压道次、裂纹等方面做了对比试验，探索旋压成形的规律。     

药芯焊丝脉冲TIG增材制造倒Y形电弧光电特性分析

在药芯焊丝脉冲TIG电弧增材制造过程中,发现了电弧“骑”在成形件两侧的现象,该电弧被称为倒Y形电弧。倒Y形电弧对成形件两侧均有加热作用,其偏移导致成形件两侧受热不均,影响熔覆过程稳定性。按照点阵法测得的光谱数据利用Stark展宽方法计算了倒Y形电弧拖曳部分的电子密度,本研究试验条件下有部分区域（侧壁以外2 mm左右,Z方向0位置以下1.5 mm左右）符合局部热力学平衡条件。利用光谱诊断的Boltzmann图法来计算电子温度,将各点的数据拟合得到完整电弧温度场,分别从平行和垂直于焊枪运动方向分析了熔敷过程中倒Y形电弧的温度场。结果表明,从两个方向光谱诊断得到的倒Y形电弧钨极轴线处的温度最高值均大约为14 000~16 000 K, 分布在钨极端部下方0.5~1.5 mm范围内,电弧拖曳部分的温度大约为5 000~8 000 K。在垂直于焊枪运动方向上,当钨极轴线与熔敷层中心重合时,正常倒Y形电弧及其温度场关于钨极轴线对称分布。当钨极轴线偏移熔敷层中心左侧1 mm时,倒Y形电弧向左发生偏移且温度场也向左发生了偏移,熔敷层左侧温度明显高于右侧温度。在平行于焊枪运动方向,倒Y形电弧温度场扭曲较小,熔敷过程中焊丝从钨极前（左）侧送入,扰动电弧且吸收电弧热量,导致电弧前（左）侧的尺寸和温度均小于后（右）侧,电弧拖曳部分出现了收缩现象。通过分析钨极轴线与熔敷层中心重合以及钨极轴线向左偏移熔敷层中心1 mm的电信号,发现前者的均值电压、基值均值电压、峰值均值电压均小于后者。利用电信号结合高斯热源模型进行分析,在成形件左侧壁相同位置,正常倒Y形电弧的温度和热流密度小于偏移的倒Y形电弧,在成形件右侧壁相同位置则相反,这与光谱诊断得到的温度场分布关系吻合。研究结果对于建立电弧增材制造过程中新的热源模型和过程监控具有重要意义。     

钛合金常规挤压时冷硬层对成形过程的影响

目前钛合金模锻件主要采用等温成形，需要专用的慢速可调压力设备和昂贵的高温镍基合金模具，并需要专门的加热装置。当前钛合件零件趋于多样化，企业更多采用柔性化生产，为每种锻件生产专用等温模锻模具和加热装置非常不经济，研究常规条件下钛合金变形存在的问题和解决方法，利用常规设备和普通模具锻造出具有较高尺寸精度的锻件，将使得钛合金的应用进一步扩大，降低制造成本。     

喷射成形FGH4095的热变形特征

研究了喷射成形高温合金FGH4095在温度为1010—1140℃、应变速率为0.001—10.0s^-1下的热变形行为,并使用双曲正弦模型建立了喷射成形FGH4095的本构方程.结果表明:本构方程预测结果与实验值符合较好,为喷射成形FGH4095热加工过程的数值模拟提供了较准确的模型.     

基于华铸CAE系统的铅铸件低压铸造工艺应用研究

一铅铸件采用“外层块状成形冷铁配内侧整体成形冷铁”的工艺，在确定工艺参数时，如果设计的浇注充型压力、充型速度不适当，金属液就易出现紊流，导致卷入气体而形成气孔、渣孔等铸造缺陷。因此，在进行实际浇注试验前，运用华铸CAE／InteCAST铸造模拟系统对设计的浇注工艺进行了充型及凝固过程的数值模拟，分析充型及凝固过程中流动场、温度场的变化情况，以确定适合的工艺参数值。     

制冷机高精度活塞气缸制造工艺与统计分析

本文介绍了制冷机中铝合金活塞气缸的加工工艺,通过运用ANSYS分析软件进行人工时效及温度冲击对零件变形影响的分析,优化了工艺设计,并用Minitab16软件对优化后的工艺流程的工艺能力进行监控和分析,验证优化后工艺设计的正确性及小批量生产的适用性。     

7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究

采用三种等通道转角挤压（ECAP）与热处理相结合的工艺制备了超高强度细晶7050铝合金， 应用小角x射线散射技术定量地分析了ECAP过程中显微结构参数的变化情况，合理地解释了E CAP过程中力学性能的变化，揭示了合金强化机理. 研究发现，“固溶淬火＋ECAP＋时效” 工艺是获得高性能7050铝合金的合适工艺，可以使7050铝合金的抗拉强度提高到677 MPa， 延伸率保持在15％左右. 关键词： 7050铝合金 小角x射线散射 显微结构 力学性能     

光学玻璃精密压型

论述影响光学玻璃压型件精度的诸因素。提高压型件精度的关键:控制好送压型前的毛坯形状、重量和压型温度。     

高频位相型曲面变形光栅的转移工艺研究

本文研究了在室温和８５℃温度环境下高频位相型曲面变形光栅的转移工艺。实验结果表明：通过这种方法可以复制出高质量的曲表面试件变形栅，并具有灵敏度高、条纹质量好、方法简便、可用于工业现场等优点。为云纹干涉法对曲面变形问题的研究提供了重要的手段。     

带集磁器的吸引式电磁力小管件翻边方法

针对微小铝合金管件电磁翻边工艺,现有方法将驱动线圈置于管件端部外侧,利用双频电流法产生吸引式电磁力实现翻边。然而其翻边能力不强,基于此提出一种带集磁器的吸引式电磁力翻边方法。在现有方法基础上引入集磁器,利用其能够改变磁场位形的特点,优化电磁力分布并增大轴向电磁力,达到增强翻边效果的目的。为验证该方法的可行性,通过搭建管件翻边过程的电磁-结构全耦合有限元仿真模型,对比引入不同集磁器后的翻边效果,同时分析了不同工况对电磁力分布、电磁力密度以及磁场和涡流的影响。得出阶梯型集磁器效果最佳,结果表明,该方法下管件翻边角度从38°增大到90°。进一步分析表明,其磁通密度径向分量和涡流密度环向分量分别增大到164%和135%,作用在管件上的电磁力分布改变,峰值时刻轴向电磁力体密度明显加强,增大到211%。该方法进一步完善了对微小铝合金管件的电磁翻边成形,对拓展电磁成形技术在铝合金管件翻边上的应用具有一定意义。     

中国聚变工程实验堆水冷包层钢构件流道成形控制研究

针对CFETR水冷包层流道钢构件热等静压制备时易变形压塌问题,利用单轴扩散焊设备开展了焊接工艺参数优化试验。在此基础上,重新设计了流道焊接界面位置和尺寸,用两步热等静压扩散焊法制备出了流道变形可控的平板型第一壁钢构件模块。优化试验表明,低活化钢试样的固相扩散焊温度需高于950℃,焊后经过760℃/60min回火热处理试样力学性能可以得到有效回复。     

X光摄影在EFP相似理论研究中的应用

爆炸成形弹丸（EFP）是一种用于对付厚装甲目标的新型战斗部结构，目前尚是一门未被人们充分研究和完全掌握的新技术，因此国内外都在积极研究它。本文介绍X摄影在EFP相似理论中的应用。X光摄影试验验证表明，具有模拟比ψ的两种EFP装药，只要EFP惨数相似，则其形成的EFP形体尺寸便满足模拟比ψ关系，即EFP形体模拟律建立。     

薄壁壳体零件热加工变形控制工艺

薄壁壳体材料为45CrNiMoV超高强度钢，壳体结构复杂，具有深盲孔和厚薄不均等多种影响变形因素，热加工变形较大。并且受其特殊结构的局限，热加工变形直接影响了产品质量。为了有效地控制热加工变形，保证产品质量，提高生产效率，开展了薄壁壳体零件热加工变形控制工艺研究。针对薄壁壳体零件材料和结构特点，以及冷热加工工艺和热处理操作过程中存在的问题，采用计算流体动力学（CFD）技术进行数值模拟计算，数值模拟软件平台是大型CFD商业软件FLUENT，计算方法采用有限体积法，主要计算壳体零件淬火冷却过程中的温度分布及随时间的变化情况。根据理论分析和数值模拟计算结果进行实验研究，实验内容包括预备热处理实验、焊后调质处理实验、淬火装夹方法和夹具结构实验、焊接和热处理前工件结构实验以及焊接接头组织和力学性能实验。首先对经过热加工的试样进行硬度、力学性能和组织分析，然后设计壳体结构模拟试验件进行变形研究。用HR-150DT型电动洛氏硬度计检测硬度，用GX-7大型金相显微镜进行显微组织分析，在DLY-10A型万能材料试验机和JB6型冲击试验机上检验力学性能。     

柔性复合薄膜成形极限曲线的视觉测定方法

针对柔性复合薄膜成形试验中极限应变难以测量的问题,提出一种基于双目立体视觉结合数字图像相关法的测量方法。首先对于薄膜材料成形过程中产生大变形或裂纹时图像难以匹配的问题,根据系列图像相邻状态变形的连续性,提出了一种图像匹配基准自适应更新的弱相关分步匹配方法;然后根据薄膜材料表面应变分布不同于钢制件的特性,提出了一种构建应变场截线来拟合薄膜材料的极限应变曲线的方法。专门组建视觉测定的软、硬件系统,通过Q235钢试件进行极限应变曲线测量并与坐标网格方法进行对比,材料极限应变精度能够提高0.02%,证明了本文方法的可行性和精确性。用7组PET/Nylon/Al foil/PP材料制备成的柔性复合薄膜试件进行实测,此方法及系统成功地完成了柔性复合薄膜材料的成形极限曲线测定。对比实验和实际测试证明,本文方法能够快速、准确地测量柔性复合薄膜材料在整个成形过程中的表面应变分布,与传统的坐标网格方法相比具有明显的优势,为测定薄膜材料的成形极限应变曲线提供了一种高可靠性、高精度的手段。     

超导空心球形转子变形分析

超导空心球形转子的非球形误差将产生干扰力矩、引起漂移误差降低仪表精度。针对转速和温度引起超导空心球形转子的非球形误差进行分析,将超导空心球形转子模型直接从CREO中导入到有限元分析软件ANSYS,并对超导空心球形转子进行有限元变形仿真。通过对仿真结果进行分析,得出超导空心球形转子离心变形量和温度变形量,阐明了超导空心球形转子特有的变形规律,为补偿和减小转子的动态变形提供了理论依据,也为该特殊结构的空心薄壁转子的设计和优化提供了重要依据。